數(shù)字學(xué)習(xí)資源中線索類型對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響

王紅艷 皮忠玲 黃秀莉 胡衛(wèi)平

【摘要】?? 優(yōu)質(zhì)的數(shù)字學(xué)習(xí)資源建設(shè)對(duì)于在線學(xué)習(xí)的發(fā)展具有非常重要的意義。但隨著技術(shù)的發(fā)展，研究者更多關(guān)注數(shù)字學(xué)習(xí)資源開發(fā)的媒體表現(xiàn)與傳播形式，很少關(guān)注如何從引導(dǎo)學(xué)習(xí)者思維的角度探索優(yōu)質(zhì)數(shù)字學(xué)習(xí)資源的教學(xué)設(shè)計(jì)問題。線索設(shè)計(jì)是數(shù)字學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)過程中的一種教學(xué)設(shè)計(jì)形式。本研究運(yùn)用眼動(dòng)追蹤技術(shù)和測(cè)量量表比較了學(xué)習(xí)者不同類型線索（無線索、視覺線索、問題線索、問題線索+視覺線索）的科技材料在線學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知負(fù)荷、注意力和學(xué)習(xí)成績(jī)。結(jié)果表明：一方面，視覺線索縮短了學(xué)習(xí)者篩選在線學(xué)習(xí)材料中的關(guān)鍵或重要信息所用的時(shí)間，但未影響學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)認(rèn)知負(fù)荷和學(xué)習(xí)成績(jī)。另一方面，相對(duì)于視覺線索而言，問題線索的設(shè)置對(duì)學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的影響更為突出，主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：第一，問題線索的設(shè)計(jì)有效地降低了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平;第二，問題線索的設(shè)計(jì)促使學(xué)生將更多的注意力集中于材料中的關(guān)鍵或重要信息;第三，問題線索的設(shè)置提高了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的遷移測(cè)試成績(jī)。因此，為更有效地提升在線學(xué)習(xí)效果，未來數(shù)字學(xué)習(xí)資源的開發(fā)應(yīng)在添加突出顯示材料視覺線索的基礎(chǔ)上結(jié)合傳播材料的關(guān)鍵或重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的問題線索。

【關(guān)鍵詞】? 在線學(xué)習(xí);數(shù)字學(xué)習(xí)資源;線索;視覺線索;問題線索;認(rèn)知負(fù)荷;眼動(dòng)追蹤;測(cè)試成績(jī)

【中圖分類號(hào)】? G420? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】? A? ? ? ?【文章編號(hào)】? 1009-458x（2019）9-0043-10

一、問題的提出

在線學(xué)習(xí)因其資源豐富性、傳播方式便捷性和內(nèi)容更新快捷性等特點(diǎn)已成為當(dāng)今教育傳播的重要途徑。然而，在該環(huán)境中教育者與學(xué)習(xí)者在時(shí)空方面處于分離狀態(tài)，不僅缺少教育者的管理與監(jiān)控，而且缺少傳統(tǒng)課堂中教師指向、觀看、語調(diào)等具身動(dòng)作，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者容易產(chǎn)生無助感、茫然感、孤獨(dú)感與厭學(xué)情緒（Bibeau， 2000; 詹澤慧， 2014; 范逸洲， 等， 2018）。另外，在線學(xué)習(xí)的數(shù)字學(xué)習(xí)資源包含大量多媒體信息，這些信息的動(dòng)態(tài)變化必然消耗學(xué)習(xí)者認(rèn)知資源。比如，在觀看幻燈片播放的多媒體信息時(shí)，學(xué)習(xí)者不僅需要篩選多種媒體表達(dá)信息中的核心信息，而且要回憶剛消失的頁面信息，進(jìn)而建立理解知識(shí)框架結(jié)構(gòu)（Mayer， Richard， & Chandler， 2001）。該過程缺少傳統(tǒng)學(xué)習(xí)場(chǎng)景中的教科書和教師板書給予學(xué)習(xí)者的幫助信息。所以有學(xué)習(xí)者反映，在線學(xué)習(xí)雖然解決了個(gè)體時(shí)空限制問題，但學(xué)習(xí)結(jié)果多停留在表層的知識(shí)預(yù)覽與識(shí)記層面，自我感知的學(xué)習(xí)體驗(yàn)水平較低（OBannon， Lubke， Beard， & Britt， 2011; Traphagan， Kucsera， & Kishi， 2010），難以滿足學(xué)習(xí)者自身能力發(fā)展或知識(shí)結(jié)構(gòu)變化的認(rèn)知需求，尤其是學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的迷航現(xiàn)象影響學(xué)習(xí)效果（王福興， 段朝輝， 周宗奎， 2013）。幸運(yùn)的是，越來越多的研究者發(fā)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)的數(shù)字學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)可以利用線索的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者將注意力集中于重要信息的加工，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果（Wang， Li， Mayer， & Liu， 2018; Wang， Pi， & Hu， 2018）。

線索指多媒體學(xué)習(xí)材料中設(shè)計(jì)的具有指向、組織與整合材料的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的符號(hào)、詞語等信息，其添加并不改變材料內(nèi)容信息及知識(shí)結(jié)構(gòu)?！抖嗝襟w學(xué)習(xí)劍橋手冊(cè)》將多媒體學(xué)習(xí)中可以設(shè)計(jì)的線索分為視覺線索與言語線索。所謂視覺線索就是包括箭頭、顏色、手勢(shì)或目光等突出顯示或方向指引的信息，可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者將注意力轉(zhuǎn)向突出顯示的信息或指向的信息;言語線索則是包括目錄、標(biāo)題和強(qiáng)調(diào)重要信息標(biāo)記語言文字，主要作用設(shè)置為促使學(xué)習(xí)者注意力指向材料重點(diǎn)學(xué)習(xí)信息，進(jìn)而建立知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系（Mayer， 2001）。已有研究表明，數(shù)字學(xué)習(xí)資源中線索的設(shè)置對(duì)于學(xué)習(xí)者不僅具有注意力引導(dǎo)功能，而且也具有知識(shí)組織和知識(shí)整合的功能（Mautone & Mayer， 2001）。引導(dǎo)功能，即通過線索引導(dǎo)學(xué)習(xí)者注意力轉(zhuǎn)向突出顯示或具有聯(lián)系的具體信息所在區(qū)域，可以幫助學(xué)習(xí)者篩選信息，減少信息檢索消耗認(rèn)知資源;組織功能指通過給定的線索將材料中分散知識(shí)點(diǎn)鏈接起來，形成可詮釋該內(nèi)容的完整結(jié)構(gòu)體系;整合功能是學(xué)習(xí)者通過給定線索，運(yùn)用大腦原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)信息來加工整合新知識(shí)內(nèi)容，幫助學(xué)習(xí)者將單一知識(shí)表征建構(gòu)成一個(gè)連貫的心理表征模型，形成新認(rèn)知平衡結(jié)構(gòu)。Mayer（2017）回顧多媒體支持教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在多媒體數(shù)字資源設(shè)計(jì)與開發(fā)中，如果將重點(diǎn)知識(shí)以高光，或不同顏色，或箭頭指向，或邊框等方式突出顯示，則可以提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)。Mayer從認(rèn)知心理學(xué)的角度推測(cè)這種學(xué)習(xí)成績(jī)的提高是因?yàn)閷W(xué)習(xí)者在重點(diǎn)知識(shí)方面保留了更多的注意力。但后續(xù)線索對(duì)在線學(xué)習(xí)效果影響的研究，也有人發(fā)現(xiàn)線索的設(shè)計(jì)既沒有改變學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)，也沒有改變學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷（Kuhl， Scheiter， & Gerjets， 2012）。為此有研究者利用新出現(xiàn)的眼動(dòng)追蹤技術(shù)探究線索是否引導(dǎo)學(xué)習(xí)者將更多的注意力停留在線索指向的重要信息區(qū)域，結(jié)果發(fā)現(xiàn)線索的設(shè)計(jì)可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者的注意力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)速度，提高學(xué)習(xí)者對(duì)材料中內(nèi)容的數(shù)量記憶與結(jié)構(gòu)描述（De Koning， Tabbers， Rikers， & Paas， 2007; Kuhl， et al.， 2012; Jin， 2013; 胡航， 等， 2017）。如Johnson等（2014）的研究結(jié)果指出添加視覺線索（箭頭指向）的多媒體材料能有效提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)速度，降低學(xué)習(xí)者篩選重要信息的時(shí)間，降低學(xué)習(xí)過程的認(rèn)知負(fù)荷，但對(duì)于學(xué)習(xí)成績(jī)影響不顯著。為此本研究認(rèn)為，視覺線索的設(shè)計(jì)僅僅是縮短了學(xué)習(xí)者重要知識(shí)篩選的時(shí)間，并沒有促進(jìn)學(xué)習(xí)者將更多的注意力停留并加工線索所指向的重要信息，因此對(duì)學(xué)習(xí)成績(jī)影響不顯著。目前，有關(guān)促進(jìn)學(xué)習(xí)者深度學(xué)習(xí)的多媒體學(xué)習(xí)影響因素研究主要突出在不同媒體組合及線索設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，線索研究方面主要集中在指向注意引導(dǎo)的視覺線索（顏色、對(duì)比度、箭頭、手勢(shì)、目光等），忽視了能有效幫助學(xué)習(xí)者組織與整合信息的言語線索研究（王福興， 等， 2013; Johnson， et al.， 2014; Pi， Hong， & Yang， 2016）。

著名教學(xué)設(shè)計(jì)專家David H. Jonassen提出數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中的有意義學(xué)習(xí)內(nèi)涵，不僅指學(xué)習(xí)者能將注意力分配到材料關(guān)鍵信息區(qū)域，而且要求學(xué)習(xí)者能投入認(rèn)知資源加工材料信息，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的組織與整合（Jonassen & Hung， 2011）。所以在數(shù)字化學(xué)習(xí)材料設(shè)計(jì)過程中，教學(xué)設(shè)計(jì)者不僅要做到有效利用視覺線索引導(dǎo)學(xué)習(xí)者關(guān)注核心內(nèi)容，還需設(shè)計(jì)一些有利于幫助學(xué)習(xí)者組織和整合材料的線索?；趩栴}的教學(xué)實(shí)證研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，教學(xué)活動(dòng)中分層次問題的設(shè)置不僅可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者主動(dòng)、全面、深入地激活原有認(rèn)知，而且可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者有條理、結(jié)構(gòu)化地組織和整合現(xiàn)有材料相關(guān)信息，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深度學(xué)習(xí)（趙海濤， 等， 2007; 秦楓， 等， 2013; 李呈林， 2014; 姜宛彤， 等， 2019）。如在學(xué)習(xí)材料開發(fā)過程中設(shè)置問題幫助（Question Help），能有效地幫助學(xué)習(xí)者將優(yōu)先的認(rèn)知資源投入到關(guān)鍵或相關(guān)的信息部分（Wold， 2008）。在學(xué)前兒童敘述技能問題過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)設(shè)置問題支架的繪圖書組兒童敘述故事的連貫性與全面性顯著優(yōu)于沒有設(shè)置問題支架組的兒童敘述故事的水平（Silva， Strasser， & Cain， 2014）。原因在于教學(xué)中設(shè)置的問題解答必然高于學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的知識(shí)，而來源于當(dāng)前學(xué)習(xí)者所要學(xué)習(xí)的新知識(shí)。這樣的問題能有效激活學(xué)習(xí)者的思維，促使學(xué)習(xí)者主動(dòng)參與整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)。該結(jié)論與胡衛(wèi)平教授提出的思維型教學(xué)理論一致，思維型教學(xué)模式提出在教學(xué)實(shí)施過程中教學(xué)設(shè)計(jì)者可以通過設(shè)置問題情景，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激活學(xué)生積極主動(dòng)的思維，讓學(xué)生積極投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中（林崇德， 等， 2010）。因此，本研究預(yù)測(cè)在數(shù)字學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中，結(jié)合材料關(guān)鍵或重點(diǎn)知識(shí)、材料結(jié)構(gòu)信息等方面設(shè)置一些問題線索，可能會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效組織與整合新知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

近年來，技術(shù)進(jìn)步使得學(xué)習(xí)研究方法不僅停留在行為方面，研究者開始用眼動(dòng)追蹤技術(shù)研究不同條件下學(xué)習(xí)者的眼動(dòng)變化，從而揭示人類學(xué)習(xí)的認(rèn)知機(jī)制。眼—腦假設(shè)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)者對(duì)某信息的注視和對(duì)該信息的心理加工是同時(shí)進(jìn)行的，即某信息的總注視時(shí)間就是對(duì)該信息的加工時(shí)間?，F(xiàn)有眼動(dòng)研究認(rèn)為，個(gè)體的眼動(dòng)相關(guān)指標(biāo)可以用來反映學(xué)習(xí)者認(rèn)知加工過程，如第一次注視時(shí)間（First Fixation Time）可以反映學(xué)習(xí)者首次到達(dá)該興趣區(qū)的時(shí)間，可以用來衡量學(xué)習(xí)者知識(shí)的篩選速度;總注視時(shí)間（Fixation Dwell）可以用來反映學(xué)習(xí)者在該興趣區(qū)停留的時(shí)間，總注視時(shí)間越長(zhǎng)學(xué)習(xí)者該區(qū)域內(nèi)容加工越精細(xì);眼動(dòng)注視的熱點(diǎn)圖（Heat Map）是使用不同顏色反映學(xué)習(xí)者觀看材料的注意力分配區(qū)域差異，顏色越深表示學(xué)習(xí)者注視時(shí)間越長(zhǎng)（閆國(guó)利， 等， 2013; Wang， Duan， & Zhou， 2013）。由此可見，利用眼動(dòng)追蹤技術(shù)開展多媒體學(xué)習(xí)研究有利于揭示學(xué)習(xí)者的認(rèn)知加工過程，目前該方面的研究還較少，不夠全面。

綜上所述，數(shù)字學(xué)習(xí)資源中線索設(shè)置對(duì)于促進(jìn)在線學(xué)習(xí)效果具有非常重要的作用。目前數(shù)字學(xué)習(xí)資源線索研究中有關(guān)知識(shí)組織和知識(shí)整合功能的言語線索研究較少。基于問題的教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，問題設(shè)置有利于促進(jìn)學(xué)習(xí)者圍繞問題情境利用原有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)組織和整合現(xiàn)有學(xué)習(xí)材料，從而實(shí)現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)。為此，本研究的數(shù)字學(xué)習(xí)資源線索設(shè)計(jì)為四種：①無引導(dǎo)線索，即學(xué)習(xí)者觀看的學(xué)習(xí)材料自始至終沒有任何視覺突出顯示的視覺線索設(shè)計(jì)，也沒有關(guān)鍵或重點(diǎn)信息提示的問題言語線索設(shè)置;②視覺線索，即學(xué)習(xí)者所觀看的學(xué)習(xí)材料在展示關(guān)鍵或重點(diǎn)信息方面以不同顏色的形式突出顯示（本研究中材料的關(guān)鍵或重點(diǎn)信息字體以紅色的形式突出顯示）;③問題線索，即在學(xué)習(xí)材料內(nèi)容展示過程中結(jié)合針對(duì)材料中的關(guān)鍵或重要信息內(nèi)容設(shè)置一些問題，要求學(xué)習(xí)者結(jié)合問題線索進(jìn)行材料學(xué)習(xí);④問題線索+視覺線索，即在學(xué)習(xí)材料內(nèi)容展示中，不僅提供一些結(jié)合材料中關(guān)鍵或重要信息內(nèi)容設(shè)置的問題線索，而且在關(guān)鍵或重點(diǎn)信息展示方面設(shè)置有不同顏色突出顯示的視覺線索。研究主要采用眼動(dòng)追蹤技術(shù)，深入探究不同類型線索（無線索、視覺線索、問題線索和視覺線索+問題線索）條件下，學(xué)習(xí)者開展在線學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知負(fù)荷、注意力分配和學(xué)習(xí)成績(jī)的變化，從而為在線學(xué)習(xí)資料的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供實(shí)證依據(jù)。根據(jù)已有研究分析，本研究假設(shè)為：

① 問題線索組和問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平顯著低于視覺線索組和無線索組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平。

② A. 視覺線索組、問題線索組、問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)時(shí)間顯著短于沒有線索組學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)時(shí)間。B. 相對(duì)于視覺線索而言，問題線索不僅能縮短學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時(shí)間，而且能較好地促使學(xué)習(xí)者將更多的時(shí)間分配于材料中的核心內(nèi)容區(qū)域。

③ 視覺線索組、問題線索組、問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試成績(jī)顯著優(yōu)于無線索組學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試成績(jī)。

④ 問題線索組和問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者的遷移成績(jī)要優(yōu)于視覺線索組和無線索組學(xué)習(xí)者的遷移成績(jī)。

二、研究設(shè)計(jì)

本研究的目的在于探索同類型線索設(shè)置對(duì)學(xué)習(xí)者多媒體學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知負(fù)荷、注意力分配和學(xué)習(xí)效果的影響。

（一）研究對(duì)象

本研究選取某大學(xué)大一新生82名（男生20人，女生62人，年齡均在19歲～22歲之間），隨機(jī)分為4組。第一組，無線索組20人（男生5人，女生15人）;第二組，視覺線索組20人（男生5人，女生15人）;第三組，問題線索組20人（男生5人，女生15人）;第四組，問題線索+視覺線索組22人（男生5人，女生17人）。所有被試均具備一定的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)經(jīng)歷，聽覺正常，視覺或矯正視覺正常。研究采用單因素方差分析對(duì)四組學(xué)生的原有知識(shí)中有關(guān)實(shí)驗(yàn)材料方面的知識(shí)準(zhǔn)備進(jìn)行比較，結(jié)果顯示四組學(xué)生的原有基礎(chǔ)不存在差異（F（3， 81）=1.71， p>0.05），說明四組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)初期處于平等的水平。

（二）實(shí)驗(yàn)變量與測(cè)量工具

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為單因素等組實(shí)驗(yàn)，自變量為線索設(shè)計(jì)，即無線索、視覺線索、問題線索、問題線索+視覺線索;因變量包含學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷、眼動(dòng)指標(biāo)數(shù)據(jù)、保持測(cè)試成績(jī)和遷移測(cè)試成績(jī)幾個(gè)方面。認(rèn)知負(fù)荷測(cè)量工具借用PAAS（1992）研制的九段自我評(píng)定量表，主要從學(xué)習(xí)過程的心理努力與心理負(fù)荷兩個(gè)方面測(cè)量學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。量表有2道題，本次實(shí)驗(yàn)的信度檢驗(yàn)Cronbachs Alpha值為0.814。

眼動(dòng)指標(biāo)主要采用學(xué)習(xí)材料的總注視時(shí)間和注視次數(shù)，材料關(guān)鍵信息區(qū)域（興趣區(qū)AOI區(qū)域）的第一次注視時(shí)間與總注視時(shí)間。

保持測(cè)試成績(jī)的測(cè)量工具主要是通過選擇題和填空題對(duì)學(xué)習(xí)材料中的具體明確問題答案記憶與理解水平的測(cè)試，反應(yīng)學(xué)習(xí)者對(duì)所學(xué)內(nèi)容數(shù)量的積累。本研究保持測(cè)試部分設(shè)置有10個(gè)多選題和10個(gè)填空題，總分是40分。選擇題，每題2分;填空題，每空2分。遷移測(cè)試成績(jī)的測(cè)量工具主要是通過案例分析題與論述題的形式考查學(xué)生所學(xué)內(nèi)容的質(zhì)量方面的建構(gòu)與應(yīng)用。本研究遷移測(cè)試部分有2道題，每道題20分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為學(xué)生回答問題的條理性、論證支持及明確的論點(diǎn)。

（三）實(shí)驗(yàn)材料

研究選用“3D打印技術(shù)介紹與應(yīng)用”為在線學(xué)習(xí)內(nèi)容，材料以圖文交叉的方式分屏呈現(xiàn)。本研究線索設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)，視覺線索設(shè)計(jì)就是將整個(gè)材料中關(guān)鍵語句或詞語顏色改為紅色，突出顯示，如在3D打印技術(shù)的概念頁面中將“快速成型技術(shù)”“可粘合材料”“分層打印”“層層粘合”“逐層堆砌”等信息標(biāo)紅。問題線索設(shè)計(jì)，即在相關(guān)內(nèi)容展示頁之前添加問題頁，如在有關(guān)3D打印技術(shù)的概念頁面呈現(xiàn)之前添加“3D打印機(jī)的打印原理是什么？”接下來的有關(guān)3D打印技術(shù)概念畫面中的所有信息為統(tǒng)一顏色展示。整個(gè)材料包含8個(gè)問題線索。問題線索+視覺線索的設(shè)計(jì)就是材料展示不僅使用紅色突出顯示關(guān)鍵語句或詞語，而且在相關(guān)內(nèi)容頁面之前添加問題頁面，如在3D打印技術(shù)的概念頁面呈現(xiàn)之前不僅添加“3D打印機(jī)的打印原理是什么？”問題，而且在內(nèi)容頁中將“快速成型技術(shù)”“可粘合材料”“分層打印”“層層粘合”“逐層堆砌”等信息標(biāo)紅。無線索設(shè)計(jì)就是在整個(gè)材料中既沒有對(duì)關(guān)鍵詞語或內(nèi)容的紅色突出顯示，也沒有在內(nèi)容頁前添加問題頁面。整個(gè)設(shè)置有27個(gè)頁面，無線索組和視覺線索組的學(xué)習(xí)材料頁面是27頁內(nèi)容;問題線索組和視覺線索+問題線索組的學(xué)習(xí)材料除了27頁學(xué)習(xí)內(nèi)容之外，還包含8個(gè)問題線索頁面。

（四）實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)流程包含3個(gè)階段，歷時(shí)30分鐘。第一階段，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)流程及要求，完成前測(cè)量表，量表包含被試的人口學(xué)信息（姓名、性別、年級(jí)、年齡和專業(yè)）及3D打印技術(shù)相關(guān)試題（5道不同于后測(cè)試題的選擇題）。第二階段，學(xué)習(xí)者進(jìn)入眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語，完成眼動(dòng)C矯正和V校對(duì)，保持頭部姿勢(shì)，獨(dú)立完成“3D打印技術(shù)介紹與應(yīng)用”數(shù)字材料在線學(xué)習(xí)。第三階段，學(xué)習(xí)者完成后測(cè)試題，填寫認(rèn)知負(fù)荷測(cè)量表。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，為了保證每個(gè)參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者都是認(rèn)真對(duì)待本次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)指導(dǎo)語中要求參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者“第三階段的后測(cè)成績(jī)”必須及格，即必須達(dá)到60分以上，否則不能獲得志愿服務(wù)時(shí)間或?qū)嶒?yàn)報(bào)酬。學(xué)習(xí)者隨機(jī)選擇一種線索類型的學(xué)習(xí)材料，參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。

（五）實(shí)驗(yàn)設(shè)備和統(tǒng)計(jì)軟件

研究使用加拿大SR公司開發(fā)的采樣頻率為1，000 Hz的Eyelink1000 Plus設(shè)備記錄被試的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，并采用DataView導(dǎo)出被試整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的有關(guān)眼動(dòng)數(shù)據(jù)。被試進(jìn)行在線學(xué)習(xí)的設(shè)備為聯(lián)想臺(tái)式電腦，處理器為Intel Xeon E5-2063雙核4 GB，內(nèi)存為64 GB，顯示器的寬高比為4∶3，尺寸為19英寸，屏幕分辨率為1，280×1，024，顯示器中心點(diǎn)與被試頭部距離為60 cm。數(shù)據(jù)處理軟件為SPSS。

三、結(jié)果分析

（一）在數(shù)字學(xué)習(xí)資源中線索設(shè)置對(duì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷的影響

該部分統(tǒng)計(jì)分析的目的在于探索在數(shù)字學(xué)習(xí)資源中不同類型線索的設(shè)置對(duì)學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)認(rèn)知負(fù)荷水平的影響，其結(jié)果分析對(duì)應(yīng)與本研究的假設(shè)①。研究采用單因素方差分析對(duì)四組學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平進(jìn)行差異分析，結(jié)果顯示不同類型線索下學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平存在顯著差異（F（3， 81）=1.71， p>0.05）。具體如圖1所示?？梢钥闯?，視覺線索組學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷最高，其次是無線索組，問題線索組和問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平最低。為了進(jìn)一步考察不同類型線索條件下四組學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平是否在各組之間也存在差異，研究實(shí)施了LSD事后差異檢驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)栴}線索+視覺線索組與問題線索組的學(xué)習(xí)者的認(rèn)識(shí)負(fù)荷水平不存在差異（p=0.819>0.05），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平顯著低于視覺線索組（p=0.000<0.001），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平顯著低于無線索組（p=0.000<0.001）;問題線索組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平顯著低于視覺線索組（p=0.000<0.001），問題線索組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平顯著低于無線索組（p=0.000<0.001）;視覺線索組的學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平與無線索組不存在顯著差異（p=0.375>0.05）。該結(jié)果與假設(shè)①一致，即問題線索較好地降低了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平，而視覺線索不影響學(xué)習(xí)者的認(rèn)識(shí)負(fù)荷水平。

（二）在數(shù)字學(xué)習(xí)資源中線索設(shè)置對(duì)學(xué)習(xí)者注意力的影響

該部分的目的在于探索在數(shù)字學(xué)習(xí)資源中不同類型線索設(shè)置對(duì)于學(xué)習(xí)者注意力的影響。研究采用單因素方差分析對(duì)四組學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)過程的整個(gè)材料的總注視時(shí)間、關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間和總注視時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行差異分析。結(jié)果顯示：不同類型線索下學(xué)習(xí)者的整個(gè)材料的總注視時(shí)間存在顯著差異（F（3， 81）=6.238， p<0.001）;關(guān)鍵與重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間存在顯著差異（F（3， 81）=45.138， p<0.001），關(guān)鍵與重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間存在顯著差異（F（3， 81）=13.055， p<0.001），具體描述性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。另外，不同線索類型條件下學(xué)習(xí)者觀看材料的熱點(diǎn)圖也可以清晰地反映線索的設(shè)置有利于學(xué)習(xí)者將更多的注意力投入到學(xué)習(xí)材料的關(guān)鍵或重點(diǎn)信息展示區(qū)域（如圖2所示）。為了進(jìn)一步考察不同類型的線索組學(xué)習(xí)者的眼動(dòng)指標(biāo)是否存在差異，研究使用LSD進(jìn)行事后差異檢驗(yàn)。

整個(gè)材料的總注視時(shí)間比較結(jié)果表現(xiàn)為：?jiǎn)栴}線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者總注視時(shí)間顯著低于問題線索組（p=0.008<0.001），問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者的總注視時(shí)間與視覺線索組不存在顯著差異（p=0.210>0.05），問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者的總注視時(shí)間顯著低于無線索組（p=0.000<0.001）。問題線索組學(xué)習(xí)者的總注視時(shí)間與視覺線索組和無線索組（p=0.161， 0.162>0.05）不存在差異。視覺線索組學(xué)習(xí)者的總注視時(shí)間顯著低于無線索組（p=0.007<0.01）。該結(jié)論與假設(shè)②A的預(yù)期結(jié)果存在部分一致，視覺線索能有效地降低學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的總注視時(shí)間，而問題線索對(duì)于學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的總注視時(shí)間影響不顯著。

為了解釋問題線索與視覺線索影響學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的認(rèn)知加工差異，本研究進(jìn)一步分析了學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)過程中對(duì)于數(shù)字科技材料的關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間。不同線索條件下學(xué)習(xí)者對(duì)于關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間比較結(jié)果表現(xiàn)為：?jiǎn)栴}線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者對(duì)于材料中的關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間顯著短于問題線索組（p=0.000<0.001），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間與視覺線索組不存在差異（p=0.858>0.05），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間顯著短于無線索組（p=0.000<0.001）。問題線索組學(xué)習(xí)者在關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間顯著高于視覺線索組（p=0.000<0.001），問題線索組的學(xué)習(xí)者在關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間顯著低于無視覺線索組（p=0.004<0.01）。視覺線索組學(xué)習(xí)者在關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的第一次注視時(shí)間顯著低于無視覺線索組（p=0.000<0.001）。由此可見，相對(duì)于無線索而言，視覺線索和問題線索均能較好地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者較快地篩選出材料中的關(guān)鍵或重要信息，但問題線索對(duì)于學(xué)習(xí)者篩選關(guān)鍵或重要信息的引導(dǎo)作用顯著低于視覺線索在該方面的功能。

研究進(jìn)一步分析比較了不同條件下學(xué)習(xí)者對(duì)于在材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間，即本研究假設(shè)②B。研究采用單因素方差檢驗(yàn)分析了四組學(xué)習(xí)者整合在線學(xué)習(xí)過程中關(guān)注材料的關(guān)鍵與重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間，結(jié)果存在顯著差異（F（3， 81）=13.055， p<0.001），事后檢驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)為：?jiǎn)栴}線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者對(duì)于材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間顯著高于問題線索組（p=0.048<0.001），問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者對(duì)于材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間顯著高于視覺線索組（p=0.000<0.001），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者對(duì)于材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間顯著高于無線索組（p=0.000<0.001）。問題線索組學(xué)習(xí)者對(duì)于材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間顯著高于視覺線索組（p=0.005<0.01），問題線索組學(xué)習(xí)者對(duì)于材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間顯著高于無線索組（p=0.001<0.01），視覺線索組學(xué)習(xí)者與無線索組學(xué)習(xí)者對(duì)于材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的總注視時(shí)間不存在差異（p=0.608>0.05）。該結(jié)論與研究假設(shè)②B基本一致，即相對(duì)于視覺線索而言，在在線學(xué)習(xí)過程中問題線索能較好地促使學(xué)習(xí)者將較多的時(shí)間分配于關(guān)注材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域。

總之，數(shù)字學(xué)習(xí)材料中線索設(shè)計(jì)會(huì)影響學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的總注視時(shí)間、關(guān)注材料關(guān)鍵或重要信息的第一次注視時(shí)間和總注視時(shí)間。具體表現(xiàn)為：①無論是問題線索還是視覺線索的設(shè)置均能較好地縮短學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的總注視時(shí)間;②相對(duì)于視覺線索而言，問題線索的設(shè)置能較好地提高學(xué)習(xí)者將更多注意力分配于材料中關(guān)鍵或重要信息區(qū)域。

（三）在數(shù)字學(xué)習(xí)資源中線索設(shè)置對(duì)學(xué)習(xí)者測(cè)試成績(jī)的影響

該部分的目的在于探索數(shù)字學(xué)習(xí)資源中不同類型線索設(shè)置對(duì)于學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)效果的影響，對(duì)應(yīng)于本研究的假設(shè)③和假設(shè)④。研究采用單因素方差分析對(duì)四組學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)后測(cè)的保持測(cè)試成績(jī)和遷移測(cè)試成績(jī)進(jìn)行了差異分析。結(jié)果顯示：不同線索條件的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)數(shù)字科技材料的保持測(cè)試成績(jī)水平存在顯著差異（F（3， 81）=4.509， p<0.01），遷移測(cè)試成績(jī)水平存在顯著差異（F（3， 81）=27.729， p<0.001），具體的描述性統(tǒng)計(jì)數(shù)值如表2所示。為了進(jìn)一步考察不同類型線索條件之下各組學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果水平是否具有顯著性差異，使用LSD進(jìn)行事后差異檢驗(yàn)。

在不同線索條件下，學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)科技材料的保持測(cè)試成績(jī)比較結(jié)果為：?jiǎn)栴}線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線科技材料學(xué)習(xí)的保持測(cè)試成績(jī)與問題線索組之間不存在差異（p=0.263>0.05），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線科技材料學(xué)習(xí)的保持測(cè)試成績(jī)高于視覺線索組（p=0.04<0.05），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線科技材料學(xué)習(xí)的保持測(cè)試成績(jī)高于無線索組（p=0.03<0.05）。問題線索組的學(xué)習(xí)者在線科技材料學(xué)習(xí)的保持測(cè)試成績(jī)與視覺線索組（p=0.075>0.05）和無線索組（p=0.058>0.05）之間不存在差異。視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線科技材料學(xué)習(xí)的保持測(cè)試成績(jī)與無線索組之間不存在差異（p=0.904>0.05）。該結(jié)論與研究假設(shè)③在很大程度上不一致。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)問題線索與視覺線索的設(shè)置對(duì)于學(xué)習(xí)者在線科技材料學(xué)習(xí)的保持測(cè)試成績(jī)沒有影響，即線索的設(shè)置不改變學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)材料中知識(shí)的基本識(shí)記和知識(shí)量方面積累;只有在問題線索與視覺線索共同作用的條件下學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試成績(jī)才有提高，即問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)數(shù)字科技材料的后測(cè)成績(jī)顯著高于視覺線索組和無線索組學(xué)習(xí)者的成績(jī)。

不同線索條件下學(xué)習(xí)者的遷移測(cè)試成績(jī)表現(xiàn)為：?jiǎn)栴}線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移測(cè)試成績(jī)顯著高于問題線索組（p=0.02<0.05），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移測(cè)試成績(jī)顯著高于視覺線索組（p=0.000<0.001），問題線索+視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移測(cè)試成績(jī)顯著高于無線索組（p=0.000<0.001）。問題線索組的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移測(cè)試成績(jī)顯著高于視覺線索組（p=0.003<0.01），問題線索組的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移測(cè)試成績(jī)顯著高于無線索組（p=0.000<0.001）。視覺線索組的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移測(cè)試成績(jī)高于無線索組（p=0.03<0.05）。該結(jié)論與研究假設(shè)④基本一致，問題線索能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的深度理解與加工水平，從而較好地提高學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移成績(jī)。

總之，數(shù)字資源設(shè)計(jì)中線索對(duì)于學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的保持測(cè)試和遷移測(cè)試的影響存在不同。具體表現(xiàn)為：①無論是問題線索還是視覺線索，獨(dú)立設(shè)置均對(duì)學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)的保持測(cè)試成績(jī)影響不顯著，但兩者同時(shí)添加則顯著提高學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試成績(jī);②相對(duì)視覺線索而言，問題線索的設(shè)置更能較好地促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)在線學(xué)習(xí)的深度水平，即顯著地提高學(xué)習(xí)者的遷移成績(jī)與總成績(jī)。

（四）學(xué)習(xí)者在在線學(xué)習(xí)過程中注意力、認(rèn)知負(fù)荷與學(xué)習(xí)成績(jī)之間的關(guān)系

該部分的目的在于探索學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)過程中注意力、認(rèn)知負(fù)荷與學(xué)習(xí)成績(jī)之間的關(guān)系。研究對(duì)學(xué)習(xí)者的材料總注視時(shí)間、興趣區(qū)注視時(shí)間和興趣區(qū)第一次注視時(shí)間、認(rèn)知負(fù)荷、保持測(cè)試成績(jī)、遷移測(cè)試成績(jī)進(jìn)行了相關(guān)分析（如表3所示）。結(jié)果表明：在在線學(xué)習(xí)過程中興趣區(qū)（材料中關(guān)鍵或重點(diǎn)信息呈現(xiàn)區(qū)域）總注視時(shí)間與學(xué)習(xí)效果（保持測(cè)試成績(jī)和遷移測(cè)試成績(jī)）各變量之間存在顯著正相關(guān)，與認(rèn)知負(fù)荷之間存在顯著負(fù)相關(guān)。這說明在在線數(shù)字科技材料學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者對(duì)材料中興趣區(qū)總注視時(shí)間越長(zhǎng)，學(xué)習(xí)者自我感知認(rèn)知負(fù)荷水平越低，保持測(cè)試成績(jī)與遷移測(cè)試成績(jī)?cè)胶谩Ｅd趣區(qū)第一次注視時(shí)間與遷移測(cè)試成績(jī)的關(guān)系為負(fù)相關(guān)，即學(xué)習(xí)者對(duì)材料中興趣區(qū)（材料中關(guān)鍵或重點(diǎn)信息呈現(xiàn)區(qū)域）第一次注視時(shí)間越短，學(xué)習(xí)者的遷移測(cè)試成績(jī)?cè)胶?。認(rèn)知負(fù)荷水平與學(xué)習(xí)效果（保持測(cè)試成績(jī)和遷移測(cè)試成績(jī)）各變量之間存在顯著負(fù)相關(guān)，即學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷水平越低，學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試成績(jī)與遷移測(cè)試成績(jī)?cè)礁摺?/p>

四、結(jié)果討論

研究結(jié)果表明：①問題線索有效降低了學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)認(rèn)知負(fù)荷;②視覺線索提高了學(xué)習(xí)者篩選材料關(guān)鍵或重要信息內(nèi)容的速度，問題線索引導(dǎo)了學(xué)習(xí)者將更多注意力分配到材料中關(guān)鍵或重要信息的區(qū)域;③問題線索有效提高了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果，主要是學(xué)習(xí)內(nèi)容質(zhì)量方面的評(píng)價(jià)。該結(jié)論不僅有助于拓展當(dāng)前的多媒體認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，而且對(duì)于數(shù)字學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)與開發(fā)具有非常重要的實(shí)踐意義。下面深入討論不同類型線索的設(shè)置對(duì)數(shù)字學(xué)習(xí)資源支持的在線學(xué)習(xí)效果的影響，并試圖從認(rèn)知心理學(xué)的角度解釋研究結(jié)果。

第一，相對(duì)于視覺線索而言，問題線索有效降低了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。研究結(jié)果表明，問題線索+視覺線索組學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷顯著低于視覺線索組和無線索組;問題線索組學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平顯著低于視覺線索組和無線索組;視覺線索組學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平最高。該結(jié)論與已有研究結(jié)論一致（Kuhl， et al.， 2012），且符合建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的基于問題支架的教學(xué)模式應(yīng)用研究結(jié)果（Lin & Chen， 2006; Huang， Chen， Wu， & Chen， 2015）。在數(shù)字學(xué)習(xí)資源中問題線索的設(shè)置為學(xué)習(xí)者理解材料中信息建立了結(jié)構(gòu)上的鏈接。這種知識(shí)內(nèi)部隱性的鏈接結(jié)構(gòu)不僅能有效降低材料中的“假目標(biāo)”信息干擾學(xué)習(xí)者所產(chǎn)生的外在認(rèn)知負(fù)荷，而且能幫助學(xué)習(xí)者形成促進(jìn)知識(shí)理解的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，從而降低學(xué)習(xí)者理解知識(shí)的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷感知程度。該研究結(jié)果從某種程度上符合多媒體認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的已有研究，又?jǐn)U展了多媒體認(rèn)知學(xué)習(xí)理論研究。一方面，該研究結(jié)果充分說明視覺線索能促使學(xué)習(xí)者快速將注意力轉(zhuǎn)向材料的關(guān)鍵或重點(diǎn)信息區(qū)域;另一方面，該研究在言語線索的基礎(chǔ)上提出新的線索類型，即問題線索，并且證明了問題線索能更好地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者將注意力集中于加工材料的關(guān)鍵或重點(diǎn)信息，并利用問題線索開展不同區(qū)域信息的組織與整合。所以，在數(shù)字學(xué)習(xí)資源中問題線索對(duì)于學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)具有知識(shí)組織引導(dǎo)與知識(shí)整合引導(dǎo)的功能。

第二，視覺線索與問題線索對(duì)于學(xué)習(xí)者在在線學(xué)習(xí)過程中注意力分配的影響存在差異。視覺線索對(duì)學(xué)習(xí)者的知識(shí)篩選具有非常重要的引導(dǎo)作用，主要體現(xiàn)在材料學(xué)習(xí)中的總注視時(shí)間縮短;問題線索對(duì)學(xué)習(xí)者在關(guān)鍵或重要信息區(qū)域的關(guān)注、組織與整合具有引導(dǎo)作用，主要體現(xiàn)在材料的關(guān)鍵或重點(diǎn)信息區(qū)域總注視時(shí)間加長(zhǎng)。視覺線索主要引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在快速篩選材料關(guān)鍵或重點(diǎn)信息，從而縮短學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)總注視時(shí)間，該研究結(jié)論也與已有視覺線索研究結(jié)果一致（Ozcelik， Arslan-Ari， & Cagiltay， 2010; Scheiter & Eitel， 2015），即學(xué)習(xí)者觀看材料時(shí)個(gè)體的目光注意能快速選擇變異或突出的內(nèi)容。但相對(duì)于視覺線索而言，問題線索并沒有非常好地縮短學(xué)習(xí)者對(duì)于關(guān)鍵或重點(diǎn)信息的篩選與提取時(shí)間，問題線索對(duì)于注意力的影響主要體現(xiàn)在能有效地提高學(xué)習(xí)者在材料關(guān)鍵或重點(diǎn)信息區(qū)域的總注視時(shí)間。也就是說，視覺線索能有效地提高學(xué)習(xí)者篩選方面的速度，而問題線索影響主要體現(xiàn)在能較好地激活學(xué)習(xí)者加工材料關(guān)鍵或重點(diǎn)信息的興趣及深度。該結(jié)論符合基于問題的學(xué)習(xí)認(rèn)知思維模式（何克抗， 2013），即問題線索不僅引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在加工材料過程中的有意識(shí)注意，而且引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在加工學(xué)習(xí)材料過程中的無意識(shí)注意。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)中有關(guān)注意的相關(guān)研究理論，人類在加工信息過程中無意識(shí)注意能有效地促發(fā)學(xué)習(xí)者對(duì)關(guān)注材料的深度加工（蔣軍， 等， 2012），即在學(xué)習(xí)材料中問題線索的設(shè)置激活了學(xué)習(xí)者對(duì)材料中與問題鏈接信息的無意識(shí)注意，這就促使學(xué)習(xí)者在領(lǐng)會(huì)材料重點(diǎn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上利用無意識(shí)注意組織與整合全部?jī)?nèi)容，從而降低學(xué)習(xí)者材料難度感知水平及心理努力加工水平。該結(jié)論符合思維型教學(xué)理論中的問題情境創(chuàng)設(shè)原則 （林崇德， 等， 2010）。

第三，問題線索與視覺線索對(duì)在線學(xué)習(xí)效果影響存在不同。問題線索對(duì)于學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的遷移成績(jī)具有提高作用;單獨(dú)設(shè)置問題線索或視覺線索不影響學(xué)習(xí)者保持測(cè)試成績(jī)，但如果既設(shè)置問題線索又設(shè)置視覺線索，則可以顯著提高學(xué)習(xí)者的保持測(cè)試成績(jī)與遷移測(cè)試成績(jī)。問題線索的研究結(jié)論與基于問題的教學(xué)實(shí)證研究結(jié)果一致，認(rèn)為問題求解過程能促進(jìn)學(xué)習(xí)者高水平思維的深度學(xué)習(xí)（張建偉， 2000）。該結(jié)論也符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)的問題情境創(chuàng)設(shè)原則（劉慧， 2008）及思維型教學(xué)理論（林崇德， 等， 2010），即學(xué)習(xí)過程中的主要變量是思維，在學(xué)習(xí)過程中只有學(xué)習(xí)者投入了思維，才能成為有意義學(xué)習(xí)。問題情境的創(chuàng)設(shè)可以激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激活學(xué)習(xí)者投入思維加工相關(guān)知識(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的組織與整合。從視覺線索的作用來看，視覺線索效應(yīng)的研究結(jié)論與以往在線學(xué)習(xí)過程中線索效應(yīng)研究結(jié)果一致（De Koning， Tabbers， Rikers， & Paas， 2010; Johnson， et.al.， 2014）。視覺線索有效改善了學(xué)習(xí)者的注意力分配，但對(duì)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)影響不顯著，尤其是在學(xué)習(xí)材料的遷移測(cè)試成績(jī)方面。根本原因在于，視覺線索在線學(xué)習(xí)過程中的功能主要體現(xiàn)在引導(dǎo)注意力分配方面，并沒有激活學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，也沒有創(chuàng)設(shè)相關(guān)情境促進(jìn)學(xué)習(xí)者系統(tǒng)地組織與加工已有知識(shí)與原有知識(shí)。

五、研究結(jié)論

本研究比較了在在線數(shù)字科技材料學(xué)習(xí)過程中，不同類型的線索對(duì)于學(xué)習(xí)者在在線學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知負(fù)荷、注意力分配及學(xué)習(xí)成績(jī)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：第一，視覺線索能幫助學(xué)習(xí)者快速篩選材料關(guān)鍵或重點(diǎn)信息，從而減少學(xué)習(xí)時(shí)間，但視覺線索對(duì)在線學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷和測(cè)試成績(jī)影響不顯著;第二，問題線索有效降低了學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷，促使學(xué)習(xí)者將更多的注意力分配于材料中與解決問題相關(guān)的關(guān)鍵或重要信息的認(rèn)知加工，從而提高了學(xué)習(xí)者的遷移測(cè)試成績(jī)。因此，建議未來在數(shù)字學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中，除了設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)習(xí)者注意力轉(zhuǎn)向的視覺線索外，還應(yīng)結(jié)合材料相關(guān)內(nèi)容設(shè)置關(guān)鍵與重點(diǎn)信息的問題線索。

本研究在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中探討了不同線索類型對(duì)于學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的影響，其研究結(jié)果的有效性仍需在實(shí)踐教學(xué)中檢驗(yàn)。另外，本研究材料設(shè)計(jì)中的問題有8個(gè)，而研究結(jié)果并沒有細(xì)致分析不同數(shù)量問題是否影響在線學(xué)習(xí)效果。因此，未來有關(guān)在線學(xué)習(xí)的問題線索還需開展不同數(shù)量問題和不同位置問題等方面的研究。

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收稿日期：2018-08-22

定稿日期：2019-05-20

作者簡(jiǎn)介：王紅艷，在讀博士;皮忠玲，博士后;黃秀莉，在讀碩士;胡衛(wèi)平（本文通訊作者），教授，博士生導(dǎo)師。陜西師范大學(xué)現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（710062）。

責(zé)任編輯 韓世梅